I løpet av de siste 21 årene har Hubble-romteleskopet samlet båtmengder med data, og Hubble arkivsenter fylte rundt 18 DVD-er for hver uke av teleskopets liv. Nå, med forbedrede data mining-teknikker, har en intens ny analyse av HST-bilder fra 1998 avslørt noen skjulte skatter: tidligere uoppdagede ekstrasolare planeter.
Forskere sier at denne oppdagelsen er med på å bevise en ny metode for jakt på planeten ved å bruke arkiverte Hubble-data. Å oppdage tilleggseksoplaneter i Hubble-data hjelper dem også å sammenligne tidligere bevegelsesdata med nyere observasjoner.
Hvordan oppdaget astronomer de tidligere usettede eksoplaneter, og kan metodene som brukes brukes på andre HST-datasett?
Dette er ikke første gang skjulte eksoplaneter blir avslørt i HST-data - I 2009 gjenopptok David Lafreniere fra University of Montreal skjulte eksoplanettdata i Hubble-bilder av HR 8799. HST-bildene Lafreniere studerte ble tatt i 1998 med Near Infrared Camera og spektrometer for flere objekter (NICMOS). Den ytterste planeten som gikk i bane rundt HR 8799 ble identifisert og demonstrerte kraften til en ny databehandleteknikk som kunne drille ut svake planeter fra glansen til deres sentrale stjerne.
Fire gigantiske planeter er nå kjent for å bane rundt HR 8799, hvorav de tre første ble oppdaget i 2007/2008 i nærinfrarøde bilder tatt med instrumenter på W.M. Keck-observatoriet og Gemini North-teleskopet av Christian Marois fra det nasjonale forskningsrådet i Canada. I 2010 avdekket Marois og teamet hans en fjerde, innerste planet. Det som gjør HR 8799-systemet så unikt, er at det er det eneste stjernesystemet med flere eksoplaneter som har blitt direkte avbildet.
Den nye analysen av Remi Soummer fra Space Telescope Science Institute har funnet alle de tre ytre planetene. Dessverre ligger den fjerde, innerste planeten nær HR 8799 og kan ikke avbildes på grunn av tilsløring av NICMOS-avsnittet som blokkerer den sentrale stjernens lys.
Når astronomer studerer eksoplaneter ved direkte å avbilde dem, studerer de bilder som er tatt med flere års mellomrom - ikke ulikt metoder som er brukt for å finne Pluto og andre dvergplaneter i vårt solsystem som Eris. Det er viktig å forstå banene i et flerplanet-system siden massive planeter kan påvirke banene til deres naboplaneter i systemet. "Fra Hubble-bildene kan vi bestemme formen på banene deres, noe som gir innsikt i systemets stabilitet, planetmasser og eksentrisiteter, og også helningen på systemet," sier Soummer.
Å vanskeliggjøre studien er de ekstremt lange banene til de tre ytre planetene, som er henholdsvis omtrent 100, 200 og 400 år. De lange orbitale periodene krever betydelig tid for å produsere nok bevegelse til at astronomer kan studere. I dette tilfellet hjelper imidlertid den ekstra tidsperioden fra Hubble-dataene betydelig. "Arkivet fikk oss 10 års vitenskap akkurat nå," sier Soummer. Uten disse dataene ville vi vært nødt til å vente et tiår til. Det er 10 års vitenskap gratis. "
I løpet av de 400 år i løpet av de siste ti årene har den ytterste planeten knapt endret posisjon. "Men hvis vi drar til den neste indre planeten, ser vi litt av en bane, og den tredje indre planeten ser vi faktisk mye bevegelse," la Soummer til.
Når de originale HST-dataene ble analysert, var metodene som ble brukt for å påvise eksoplaneter som de som kretset rundt HR 8799, ikke tilgjengelig. Teknikker for å trekke fra lyset fra en vertsstjerne etterlot fortsatt restlys som druknet de svake eksoplaneter. Soummer og teamet hans forbedret de tidligere metodene og brukte over fire hundre bilder fra over 10 år med NICMOS-observasjoner.
Forbedringene av den forrige teknikken inkluderer økende kontrast og minimering av gjenværende stjernelys. Soummer og teamet hans fjernet også vellykkede diffraksjonspigger, et fenomen som amatør- og profesjonelle teleskopbilde-systemer lider av. Med de forbedrede teknikkene kunne Soummer og teamet hans se to av HR 8799s svake indre planeter, som er omtrent 1/100 000. lysstyrken til vertsstjernen i infrarød.
Soummer har planlagt å neste gang analysere 400 flere stjerner i NICMOS-arkivet med samme teknikk, som demonstrerer kraften i Hubble romteleskopets dataarkiv. Hvor mange flere eksoplaneter som blir avdekket, er det noen som antar.
Å finne disse nye eksoplanettene beviser at selv etter at HST ikke lenger fungerer, vil Hubbles data leve videre, og forskere vil stole på Hubbles avsløringer i flere år mens de fortsetter i deres søken etter å forstå kosmos.
Kilde: Hubble Space Telescope Mission Updates
